一种基于PID调节模式的车辆电子膨胀阀建模标定方法及系统与流程

本发明属于汽车，具体涉及一种基于pid调节模式的车辆电子膨胀阀建模标定方法及系统。

背景技术：

1、随着新能源行业的发展，空调系统的重要性愈加凸显出来。纯电车型的空调系统需要同时保证乘员舱舒适性、整车能耗及电池放电性能。车辆开发初期，高精度的空调系统cae模型能够帮助研发人员提前预测空调性能，以及合理的进行节能设计。电子膨胀阀是空调系统中的一个重要部件，它能自动调节制冷剂的流量，确保空调系统始终运行在最佳工况。准确的电子膨胀阀仿真模型是实施空调性能仿真及热管理系统能耗集成仿真的重要步骤。供应商在提供电子膨胀阀性能的时候，一般只提供步长及流量的对应关系，而空调仿真需要输入电子膨胀阀步长与开度的对应关系，因此仿真人员需要通过特定手段将两组数据进行转化，转化方法的准确性直接影响到制冷剂流量，间接影响到空调系统性能。当前行业上空调性能仿真误差在10％左右，亟需一种合理的标定手段能够将系统仿真误差控制在5％以内。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的空调性能仿真误差高等问题，本发明提供了一种基于pid调节模式的车辆电子膨胀阀建模标定方法及系统，该方法通过将电子膨胀阀步长及流量转换成步长与开度，同时用较少的基础数据，将电子膨胀阀流量仿真误差控制在3％以内，仿真精度高于行业平均水平，有效支撑空调性能设计及节能开发。

2、本发明通过如下技术方案实现：

3、一种基于pid调节模式的车辆电子膨胀阀建模标定方法，具体包括如下步骤：

4、步骤一：仿真数据准备；

5、步骤二：基于仿真数据搭建仿真模型；

6、步骤三：基于建立的仿真模型，输入仿真参数；

7、步骤四：压降系数标定；

8、利用标定工具进行电子膨胀阀压降系数的查找，得到最优值；

9、步骤五：pid参数调试；

10、步骤六：pid参数校准；

11、步骤七：pid控制器输出全工况下不同步长对应下的电子膨胀阀开度。

12、进一步地，步骤一中，所述仿真数据准备，包括：

13、按照amesim电子膨胀阀模型建模要求准备好相关结构及性能数据，包括电子膨胀阀最大开度下对应的水力直径，特定试验条件下电子膨胀阀不同步长下对应的制冷剂流量数据；对试验性能数据进行预处理，要求数据格式满足软件表格输入要求。

14、进一步地，步骤二中，所述仿真模型搭建，包括：

15、在amesim软件草图页面建立仿真模型，导入预处理好后的试验性能数据；

16、在子模型库中选用两相流库的子模型，同时将实验条件参数与电子膨胀阀进口边界及出口边界进行信号关联。

17、进一步地，所述子模型包括：可调节阀、状态参数、传感器，pid调节器。

18、进一步地，步骤三中，包括：输入阀的结构参数，建立流量系数全局参数，确保模型完整可计算。

19、进一步地，步骤四中采用遗传算法寻找电子膨胀阀压降系数最优值。

20、进一步地，步骤五中使用pid控制器的pi控制类型进行kp,ki值的查找，调试kp,ki值，确保某一已知开度下仿真流量与测试流量的偏差控制在1％以内。

21、进一步地，步骤六中，对所有步长下的流量误差进行确认，继续校准kp,ki值，确保所有步长下仿真流量与试验测取的流量的差值偏差控制3％以内。

22、另一方面，本发明还提供了一种基于pid调节模式的车辆电子膨胀阀建模标定系统，用于实现上述方法，包括：

23、准备模块，用于准备仿真数据；

24、搭建模块，用于基于仿真数据搭建仿真模型；

25、输入模块，用于基于建立的仿真模型，输入仿真参数；

26、标定模块，用于压降系数标定；

27、参数调试模块，用于pid参数调试；

28、参数校准模块，用于pid参数校准；

29、输出模块，用于输出全工况下不同步长对应下的电子膨胀阀开度。

30、与现有技术相比，本发明的优点如下：

31、本发明的一种基于pid调节模式的车辆电子膨胀阀建模标定方法及系统，该方法通过将电子膨胀阀步长及流量转换成步长与开度，同时用较少的基础数据，将电子膨胀阀流量仿真误差控制在3％以内，仿真精度高于行业平均水平，有效支撑空调性能设计及节能开发。

技术特征：

1.一种基于pid调节模式的车辆电子膨胀阀建模标定方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种基于pid调节模式的车辆电子膨胀阀建模标定方法，其特征在于，步骤一中，所述仿真数据准备，包括：

3.如权利要求1所述的一种基于pid调节模式的车辆电子膨胀阀建模标定方法，其特征在于，步骤二中，所述仿真模型搭建，包括：

4.如权利要求1所述的一种基于pid调节模式的车辆电子膨胀阀建模标定方法，其特征在于，所述子模型包括：可调节阀、状态参数、传感器，pid调节器。

5.如权利要求1所述的一种基于pid调节模式的车辆电子膨胀阀建模标定方法，其特征在于，步骤三中，包括：输入阀的结构参数，建立流量系数全局参数，确保模型完整可计算。

6.如权利要求1所述的一种基于pid调节模式的车辆电子膨胀阀建模标定方法，其特征在于，步骤四中采用遗传算法寻找电子膨胀阀压降系数最优值。

7.如权利要求1所述的一种基于pid调节模式的车辆电子膨胀阀建模标定方法，其特征在于，步骤五中使用pid控制器的pi控制类型进行kp,ki值的查找，调试kp,ki值，确保某一已知开度下仿真流量与测试流量的偏差控制在1％以内。

8.如权利要求1所述的一种基于pid调节模式的车辆电子膨胀阀建模标定方法，其特征在于，步骤六中，对所有步长下的流量误差进行确认，继续校准kp,ki值，确保所有步长下仿真流量与试验测取的流量的差值偏差控制3％以内。

9.一种基于pid调节模式的车辆电子膨胀阀建模标定系统，用于实现如权利要求1-8任意项所述的标定方法，包括：

技术总结本发明公开了一种基于PID调节模式的车辆电子膨胀阀建模标定方法及系统，属于汽车技术领域，具体包括如下步骤：步骤一：仿真数据准备；步骤二：基于仿真数据搭建仿真模型；步骤三：基于建立的仿真模型，输入仿真参数；步骤四：压降系数标定；利用标定工具进行电子膨胀阀压降系数的查找，得到最优值；步骤五：PID参数调试；步骤六：PID参数校准；步骤七：PID控制器输出全工况下不同步长对应下的电子膨胀阀开度。该方法通过将电子膨胀阀步长及流量转换成步长与开度，同时用较少的基础数据，将电子膨胀阀流量仿真误差控制在3％以内，仿真精度高于行业平均水平，有效支撑空调性能设计及节能开发。技术研发人员：李惠,王旭,王紫娇,余传文,张海军受保护的技术使用者：一汽奔腾汽车股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11